«Квантовые технологии»
Запись на курс
Курс лекций посвящен рассмотрению современного уровня развития важной отрасли - квантовых технологий, а также ее ближайших и долгосрочных перспектив. Какие продукты ожидают человечество в этой таинственной области знания, которая выходит за пределы нашего повседневного опыта? Какова роль научных исследований - и теоретических, и экспериментальных, что такое "квантовый инженер", как "квантовые парадоксы" помогают учить студентов, что может/не может квантовый компьютер, почему нельзя извлечь информацию из одного фотона и как этот факт позволяет построить абсолютно защищенные системы передачи информации, а также многое другое - все эти вопросы будут поставлены и разрешены в курсе.
Мы расскажем о том, как современные инструменты физического эксперимента позволяют манипулировать одиночными атомами и фотонами, как сохранить, а потом извлечь информацию при помощи квантовых объектов, что значит "измерить состояние квантовой системы" и, наконец, зачем все это нужно человечеству... От атомной бомбы к управлению одиночным атомом, от лазера к статистике фотонов, от кристаллических решеток к фотонным кристаллам: в этой науке все происходит наоборот - ученые двигаются от больших и сложных систем к малым и простым. Все это мы постараемся объяснить в нашем курсе.
- Основные идеи и принципы квантовой теории.
- Квантовые вычисления: алгоритмы, вычислительная сложность, идея квантового компьютера.
- Квантовые алгоритмы: что может и зачем нужен квантовый компьютер.
- Варианты архитектуры квантовых компьютеров: атомы, фотоны, сверхпроводящие кубиты и др.
- Основные идеи классической криптографии.
- Квантовая криптография – путь к абсолютной секретности.
- Практика квантовой криптографии: волоконно-оптические линии связи.
- Практика квантовой криптографии: связь в открытом пространстве.
Форма обучения заочная (дистанционная). Еженедельные занятия содержат тематические видеолекции и тестовые задания с автоматизированной проверкой результатов. Важным элементом изучения дисциплины является написание творческих работ в формате реферата-рассуждения по заданным темам, которое должно содержать полные развёрнутые ответы, подкреплённые примерами из лекций и/или научной литературы.
Курс рассчитан на широкую аудиторию неспециалистов и требует знания основ физики и математики в объёме школьной программы.
Курс может быть использован для учебного процесса в вузах по программам подготовки бакалавров, магистров и специалистов в качестве дополнительного образования.
В результате изучения данного курса слушатели должны:
- получить представление об основных направлениях исследований в области квантовых технологий;
- познакомиться с базовыми понятиями квантовых технологий, основными достижениями и современными проблемами;
- получить представление о принципах работы квантового компьютера;
- познакомиться с основными квантовыми алгоритмами;
- познакомиться с основами классической и квантовой криптографии